数控车床上气动尾架部件设计开题报告

三、文献综述（1200字左右）

数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品^[1]。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展^[2]。

数控机床自问世以来其自身的优越条件大受生产企业的青眯。国家颁布了一系列的文件透视我国发展大型的精密度数控机床的决心。在《加快数控装备制造业的若干建议》中更是明确了数控机床在制造业的重要作用。大足促进了我国制造业的发展为实现新型工业化道路奠定了基石^[3]。在制造业，效率和品质是永恒的主题，而现代制造业效率和品质是靠装备来保证的。数控车床这一制造业通用装备也在随着制造业的发展而发展.

数控车床的尾架在其中起到辅助支撑的作用，也是数控车床关键部件之一。对于车床尾架构设计的研究，其主要研究方向是在原有的基础上实现尾座的快速、稳定的进退，进而保证对零件加工的精度和质量要求，从而达到厂家的要求与目的。首先是进行尾架的总体设计，利用机械方案设计与总体设计^[4]对尾架进行总体构造和结构设计，了解组成部分，尾架的结构与外形尺寸进行分析。数控车床上的气动尾架设计上牵涉到液压系统，液压传动是以流体为工作介质的一种实现能量转换的传动方式。利用液压技术可以很轻松的实现对机械的控制和施加更大的压力，参考《机械设计便览》^[5]对液压系统进行设计。数控车床尾架里包含有轴、轴承、螺栓和螺母，对于这些零件都有不同的型号供我们查看，我们参考《机械设计手册》^[6]对轴的计算和选择。轴承的功能是支承轴及轴上转动的零件使其保持一定的旋转精度、承受负荷，同时也用来减少相对回转零件间引起的摩擦与磨损。按照轴承工作的性质可分为滑动轴承和滚动轴承。滚动轴承是各类机械中普遍使用的支承部件；滑动轴承大部分使用在高速、重载、有较大的冲击载荷或对轴的旋转精度要求特别高的机械设备上，特别是需要采用剖分式结构的场合。通过《机床滚动轴承应用手册》^[7]对轴承的计算和选择，以及通过吴宗泽.《机械零件设计手册》^[8]、简明.《机械零件设计手册》^[9]对螺栓螺母和材料的选择，最后选择合适的型号与尺寸。尾架支撑部件包括尾架、缓冲垫、锥型套筒、组合轴承机构和法兰盘。尾架放置在床身的平一V导轨上，底部固定在T型槽内，可避免其左右滑动，又由于轴向位置可调节，于是采用结构一体安装，便于调节主动丝杠副与加载丝杠副的平行度。在尾架的一侧安装缓冲垫，内部则通过法兰连接锥形套简，在套筒内安装一个组合轴承，可以加大尾架支撑部件的承载能力。同时，锥形套简为可更替工装，可以根据不同型号的丝杠副进行更换，提高试验效率^[10]。

我国数控机床及技术起始于1958年,是由清华大学和北京第一机床厂共同研制成功的。我国数控机床产业的发展一直受到国家经济状况、数控技术发展水平与国家扶持政策的制定等三大因素的影响^[11]。自1958年以来,中国数控机床的发展划分为三个阶段:(1）封闭式发展阶段、(2)引进国外先进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段、(3)产业化研究，进入市场竞争阶段。

机床的床身是整个机床的基础支承件，是机床的主体，一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件^[12]。斜床身斜滑板和平床身斜滑板结构在现代数控车床中被广泛应用，是因为这种布局形式容易排屑，铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，实现单机自动化；机床，外形整洁、美观，容易设置封闭式防护^[13]。斜床身导轨倾斜的角度中，倾斜角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差^[14]。

数控机床的发展趋势向着高速化、高精度化、功能复合化、控制智能化、体系开放化、驱动并联化、极端化（大型化和微型化)、信息交互网络化、新型功能部件发展^[15]。另外许多研究人员和研究机构已经开始重视，可实际用于工业应用开发微型机的工具^[16]。

1948年，美国的Parsons （帕森斯)公司为制造飞机螺旋桨叶片轮廓的板状样板，提出在坐标机床上采用数字脉冲控制的加工方法，并与麻省理工学院合作，于1952年成功研制出世界上第一台三坐标立式数控铣床,后由于计算机技术及微电子技术等发展比较缓慢，数控机床的发展也受到了严重的制约，直到20世纪 60 年代集成电路的出现，数控机床进入了全新的发展阶段^[17]。进入20世纪70 年代，随着微电子技术和计算机技术等的快速发展，数控机床得到了突飞猛进的发展，应用范围也越来越广泛，对原有机械制造业产生了巨大的冲，给机械制造业的生产方式、产品结构及产业结构带来深刻的变化^[18]。目前，数控机床已发展到第六代，即以 PC机为基础，向着开放化、智能化、图形化等方面发展^[19]。

机床基础设计应予重视。如果基础设计得过于庞大，就需大量材料, 造成经济浪费；如果基础设计得过于单薄，就可能达不到应有效果，甚至可能造成基础断裂或塌陷等。因此，正确合理地设计基础非常重要^[20]。

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